网络屏幕广播软件在三维CAD示范教学中的应用

刘泗岩 嵇 萍

1.南京航空航天大学 江苏南京 210016 2.江苏海事职业技术学院 江苏南京 210017

网络屏幕广播软件在三维CAD示范教学中的应用

刘泗岩1嵇 萍2

1.南京航空航天大学 江苏南京 210016 2.江苏海事职业技术学院 江苏南京 210017

演示示范性教学能大大提高CAD软件的学习效率与效果。本文首先阐述了网络屏幕广播软件的基本工作原理，然后介绍了海天屏幕广播软件在CAD上机教学中应用的经验，最后对基于互联网屏幕广播技术的远程教学作了展望。

屏幕广播；工程图学；CAD培训；AutoCAD

计算机辅助设计与绘图（Computer Aided Design & Drafting, CAD）软件的教学是现代工程图学课程中的重要内容。工程图学是大多数工科专业大学生的必修课程，该课程的学习任务量大而课时有限，其中CAD的教学包括上机练习一般不超过16学时。然而CAD软件，特别是其中的三维建模功能，其操作比较复杂。如何用较少的学时实现更好的CAD教学效果，是对工程图学教师的一项挑战。

在不配备专门的CAD教学机房的情况下，CAD教学一般在平时授课的多媒体教室中由教师进行讲解演示，学生从投影屏幕上观看教师的演示操作，然后再安排学生上机练习，并由任课教师进行辅导。然而，由于CAD操作的复杂性，学生仅凭观看教师演示而没有及时进行现场动手操作，不但难以记住教师的演示，而且也会觉得枯燥乏味，教学效果不佳。

屏幕广播软件可以将1台计算机上的桌面操作情况实时地显示在网络中的其他计算机上，学生可以看到教师每一步的操作过程，教师讲解的语音与视频信号也可以通过网络传播到学生计算机上，这就相当于教师同时对所有学生进行手把手教学。只要在学校计算中心的计算机上安装了此软件之后，就可以起到专用CAD教学机房的作用，可以在计算中心安排CAD教学而与其他同时在此处进行的教学活动互不干扰。对于工程图学课程中的CAD教学而言，就可以安排在学生上机现场来进行，将教师演示与学生动手操作相结合，不仅获得更好的教学效果，而且节省了工程图学的理论教学时间，从而在整体上提高工程图学的教学效果。

一、屏幕广播的技术原理

屏幕广播也称为屏幕（或桌面）共享、远程桌面等，也是电子教室（或多媒体网络教室）软件的一个主要功能。是指将服务器计算机的屏幕显示图像实时地发送到联网的客户计算机上，使得客户机用户就像坐在服务计算机前所观看到的屏幕图像一样。屏幕广播的实现一般包括以下方式：

1.基于拷屏与压缩技术的屏幕图像传输

将主机屏幕连续显示的图像作为视频流进行压缩，传输到客户机上，再由客户机对视频流进行解码并显示。这实际上相当于把主机的屏幕录制为数字高清电视，由客户机进行接收、解码与显示。该方法的缺点是耗费CPU资源较大，一般需要由专门的编码与解码硬件来实现，在Windows系统下的屏幕广播软件中较少采用。

2.基于Windows信息机制与HOOK功能

消息传递与处理机制是Windows系统的基础，HOOK是Windows消息处理中的一个监视子程序，利用HOOK可以监视屏幕的变化，并捕获变化的区域，从而只需要将变化的屏幕区域进行网络传播，减少了数据处理与传输量。这种方法实现屏幕广播的速度有所提高，但仍然需要耗费较多CPU资源，其优点是运行稳定，支持的系统广泛。

3.基于虚拟显卡与Mirror Driver技术

Mirror Driver是Windows 2000及以后版本中实现虚拟显卡的一种技术，它能够快速监控屏幕图像的变化，并且直接将主机显存中的帧缓存数据传递到客户机的虚拟显卡驱动而显示图像，不需要编码与解码。因而，该方法实现的屏幕广播速度最快，并且占用CPU资源很低，其缺点是对利用DirectDraw实现的软件不支持，不过这并不影响其广泛应用，目前主流的屏幕广播软件大多采用了Mirror Driver技术。

二、海天屏幕广播在CAD教学中的应用

海天屏幕广播软件是重庆启航公司开发的一款小软件，采用虚拟显卡驱动Mirror Driver技术，图像传播的实时性好，CPU占用低，在局域网内的三维CAD教学演示能够取得很好的效果。本软件为绿色软件，软件大小只有几百K，仅服务端需要安装一个虚拟显卡驱动程序。除了屏幕广播功能外，还具备语音广播、远程锁定、短消息、电子教鞭、远程关机等功能。

笔者试用海天屏幕广播V4.2进行了AutoCAD 2008三维建模教学演示，该软件可从其公司网站免费下载，除了需要安装虚拟显卡驱动程序之外，不需要其他安装。软件的使用比较方便，在教师机（服务主机）上，只要运行可执行文件HTServer.exe,在学生机（客户机）上运行HTClient.exe，学生机连接到教师机之后，教师机的界面上就会出现学生机的IP地址图标，只要按“Ctrl+1”快捷键，即可开始屏幕广播，按“Ctrl+2”键结束广播。笔者使用该软件进行AutoCAD三维绘图的教学演示，在100多台学生机上进行广播，屏幕图像流畅，没有滞后现象。

软件的使用需要注意几个问题：第一，软件的试用版会在屏幕的上方出现需要注册的窗口，会遮挡某些菜单与工具栏，只要将AutoCAD的工具栏调整到两侧或下部，就会不影响使用。第二，软件的服务器程序HTServer.exe只能在教师机上运行，如果有个别学生出于好奇心等原因也去运行HTServer，会导致系统混乱。为了防止出现这种情况，可以将原软件分为“服务器版”与“客户机版”，在学生机上只安装“客户机版”，“客户机版”从原软件包中删除HTServer.exe文件即可。第三，只要服务计算机的内存足够大，理论上可支持的客户机数量不受限制。这是因为该软件以虚拟显卡的方式工作，每增加1台客户机，服务器都需要为其开辟1块缓存。

三、基于网络屏幕广播的远程教育展望

屏幕广播技术与多媒体技术综合在一起，为基于网络的远程教育开辟了广阔的前景。然而，受到目前的家庭网络带宽等技术的限制，基于Internet的屏幕广播还难以达到实时的要求。目前的一些即时通讯软件（例如Skype、QQ等）已经包含了远程屏幕共享、远程协助等功能，但仅限于一对一的服务，而且屏幕画面的传送也难以满足教学演示的流畅性要求。所以，目前的屏幕广播软件主要适用于局域网。不过，在信息技术发展如此迅速的当今时代，随着城市宽带网络的建设以及屏幕广播技术的提高，用屏幕广播软件进行网络远程教育很快即可实现。

[1]张丽萍，喻占武，肖进胜，等.一种基于拷屏和压缩技术的屏幕共享方案[J].中国图像图形学报，2003，9（8）：1094～1098

[2]杜俊勇，王国胤.基于消息机制的实时屏幕共享技术[J].计算机科学，2005，32（8）：223～226

[3]Gao L，Zhang J，Zheng Q，et al. Experience with mirror drivers for distributed workspace[C]. in Proceedings of the 45th Annual Southeast Regional Conference. Winston-Salem，2007:168～173

[4]启航软件，http://www.software168.com/

The application of network screen broadcasting software in three-dimensional CAD demonstration teaching

Liu Siyan1, Ji Ping2
1. Nanjing university of aeronautics and astronautics, Nanjing, 210016, China 2. Jiangsu maritime institute, Nanjing, 210017, China

The efficiency and effect of CAD software studying can be highly improved with demonstration teaching. Firstly, the basic principle of network screen broadcasting software is illustrated. Then, the experience of using haitian screen broadcasting software in CAD computer practice teaching is introduced. At last, the prospect of tele-teaching with internet based screen broadcasting technology is expected.

screen broadcasting; engineering graphics; CAD training; AutoCAD

book=40,ebook=578

2009-12-25

刘泗岩，博士，讲师。